EP1182997B1 - Vorrichtung für eine medizinische behandlung des auges mit laserstrahlung - Google Patents

Vorrichtung für eine medizinische behandlung des auges mit laserstrahlung Download PDF

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EP1182997B1
EP1182997B1 EP00940327A EP00940327A EP1182997B1 EP 1182997 B1 EP1182997 B1 EP 1182997B1 EP 00940327 A EP00940327 A EP 00940327A EP 00940327 A EP00940327 A EP 00940327A EP 1182997 B1 EP1182997 B1 EP 1182997B1
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EP
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radiation
eye
illumination
angle
laser
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Christof Donitzky
Joachim Löffler
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Wavelight Laser Technologie AG
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Publication date
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    • A61F2009/00872—Cornea

Definitions

  • the invention relates to a device for a medical Treatment and / or operation of the eye with laser radiation using auxiliary radiation to determine the eye position.
  • such a device for the so-called PRK Photo refractive keratectomy, photo refractive keratectomy
  • d. H a method for Correction of the refractive error of the human eye, in which especially the cornea is reshaped.
  • the device according to the invention for the so-called LASIK procedure in which initially a small rag (cover) cut from epithelium, bowman membrane and stroma and unfolded and then the PRK is carried out in the current bed becomes.
  • PRK In PRK (especially LASIK) is material of the cornea ablated.
  • the ablation is a function of the cornea incident energy density (energy per unit area) of the Laser beam.
  • Beam shaping and beam guidance There are different techniques for the Beam shaping and beam guidance known, such as the so-called slit scanning, in which the Radiation by means of a moving slit on the processed Area, the so-called spot-scanning (spot-scanning), where a radiation spot with very low Dimensions over the area to be removed, and the so-called full ablation the radiation over a large area over the entire ablate Area is irradiated and where the energy density itself changes over the beam profile to the desired removal of the To reach the cornea.
  • spot-scanning spot-scanning
  • full ablation the radiation over a large area over the entire ablate Area is irradiated
  • the energy density itself changes over the beam profile to the desired removal of the To reach the cornea.
  • the prior art knows for the each called beam guides suitable algorithms
  • spot scanning uses one on a relatively small diameter (0.1-2mm) focused laser beam, which by means of a Beam guiding device on different parts of the cornea directed and by a so-called scanner is successively moved so that ultimately the desired removal is reached from the cornea.
  • the PRK are so-called galvanometric scanner (scanner) usable (See article G. F. Marshall in LASER FOCUS WORLD, June 1994, p. 57).
  • the present invention particularly relates the so-called spot scanning in the LASIK process.
  • a special problem with the PRK and LASIK is the relative Positioning of laser beam and eye. From medical For reasons, a mechanical fixation of the eye is not satisfactory.
  • the prior art therefore knows a so-called optical fixation, in which with the material-processing Laser beam usually coaxial with a so-called fixing beam is used. The patient is stopped, exactly to look at the point defined by the fixation beam, so that the eye always the same during the entire operation Takes position. However, this does not succeed, anyway not with sufficient reliability, so that it to movements of the eye comes, which the entire ablation process can affect massively.
  • eye-tracker these are Facilities that detect movements of the eye then the laser beam used for the ablation according to Control eye movements (to track).
  • eye-tracker are Facilities that detect movements of the eye then the laser beam used for the ablation according to Control eye movements (to track).
  • German Utility Model 298 09 759.1 There is for the auxiliary radiation, which of the determination the eye position for the "eye-tracking" serves, white Used light emitted by light-emitting diodes.
  • DE 197 02 335 C1 describes a laser system for treatment the cornea with facilities to the laser treatment beam then when the eye is relative to one Reference axis moves, track.
  • an image pickup device CCD camera
  • auxiliary radiation used to the eye for the production of image captures to illuminate.
  • a controller controls one Beam guiding device, z.
  • For the frame rate at which the camera takes pictures takes on a certain dependence in relation to the Pulse repetition frequency of the laser radiation proposed.
  • This Prior art is assumed and used as known here. In summary, he teaches in quick succession pictures of the Eye with a camera to record and process to movements to determine the eye.
  • the ablation laser beam can be by means of suitable beam guidance devices (e.g., the aforementioned galvanometric scanner).
  • a device according to the preamble of claim 1 is apparent from WO 99/20174.
  • the real one Treatment laser beam which causes the ablation on the other hand the so-called auxiliary radiation, that is the radiation, which serves the illumination of the eye to z. B. with the Camera to determine the eye position and the third if necessary the so-called Fixierstrahl, which is stationary and the Patients should always be the same with the eye To look at the point (the latter is just a special option).
  • halogen lights are used to illuminate the eye used by means of a fiber bundle in the Observation beam to be brought.
  • State of the art is also the use of a ring light or the coaxial Coupling of the illumination radiation via a surgical microscope.
  • flexible goosenecks for positioning the illumination light for illuminating the foreground of the eye, especially the cornea so that the doctor Optionally, the light for optimal observation of the Can adjust the eye as a whole.
  • the in the art used halogen bulbs and xenon lamps are both in terms of the burden on the patient as well as in terms of the lighting quality for the treating physician can be improved.
  • the auxiliary radiation in terms of their angle of incidence, wavelengths, etc. extremely important for achieving good results in the investigation the eye position.
  • a device for the medical treatment of the eye of the type mentioned above in such a way that when determining the eye position achieves reliable results especially if the system is different Eyes (patients) and under different conditions is used.
  • the invention is based on the finding that especially good results with respect to the eye position then achieved when using at least two sources of infrared radiation whose radiations are each at an angle from 30 to 70 °, preferably between 40 and 60 °, for optical Axis of the treatment laser radiation run.
  • the optical Although the axis of the treatment laser radiation varies slightly when scanning, but can be considered as essentially fixed in space be considered; In particular, it can with the optical Axis of the dormant eye are essentially equated.
  • the Auxiliary radiation provided at least three radiation sources, their radiations each at an angle of 30 to 70 °, preferably between 40 and 60 °, to the optical axis of the treatment radiation run.
  • special preferably used infrared radiation sources preferably in Form of light-emitting diodes (LED), in particular with Wavelengths of about 810 nm.
  • the radiation sources mentioned can each themselves from a Variety of LED be composed.
  • a "radiation source” in the sense of this application is then a system several LEDs that are physically connected and their composite radiation from substantially the same Direction is directed to the eye.
  • the radiation sources forming a triangle under which the eye to be treated can be positioned is.
  • the said triangle can be in a horizontal plane lying or in one opposite the horizontal slightly inclined plane.
  • the terms "horizontal” and “vertical” are used here in the usual sense, d. H. in the assumption, that the lying patient is aligned horizontally.
  • electromagnetic radiation for local purposes as regardless of the gravity can be considered and In principle, the patient can be aligned as desired can, serve the terms "horizontal” and “vertical” here for the sake of general explanation only, assuming that the patient lies in the usual way and his head with the eye is aligned upward.
  • the invention When using at least three radiation sources for the Illumination auxiliary radiation is according to a preferred embodiment the invention provided that the radiation at least two radiation sources at an acute angle relative to each other on the eye to be treated. This acute angle can z. B. between 25 and 70 °, preferably between 35 and 65 °, lie. In a preferred embodiment this variant of the invention is provided that the radiation a third radiation source in projection on one Horizontal plane approximately in the direction of the bisector of the said acute angle between the other two beams runs.
  • FIG. 1 shows an eye 10 to be treated with a lens 12, an iris 14 and a cornea 16.
  • the one with laser radiation (For example, excimer laser radiation having a wavelength of 193 nm) to be treated area 16a of the cornea 16 is in Figure 1 hatched.
  • FIG. 1 is a vertical section through the eye 10.
  • FIG. 2 shows a plan view of the eye 10 to be treated and the Arrangement of three radiation sources 20, 22, 24 for the Auxiliary radiation for determining the eye position.
  • the camera system and also the actual treatment laser beam are not shown separately in the figures. They correspond the above-mentioned prior art. The following Description is therefore limited to the auxiliary radiation and their arrangement with respect to the eye.
  • Each individual radiation source 20, 22, 24 consists of a Variety of Individual Light Emitting Diodes (LED) 26.
  • the LEDs emit radiation in the infrared range of 810 nm Wavelength.
  • For the recording camera (not shown) is a Daylight filter used. It can, for. B. a black and white camera be used. To achieve good results in terms of eye position, it is important to have a high Contrast between pupil (dark) and iris (bright) to reach. This is done by the auxiliary radiation described here Radiation sources 20, 22, 24.
  • each radiation source 20, 22, 24 of twelve individual IR LEDs which each connected to an array of 3x4 LED.
  • FIG. 1 shows one of the radiation sources (radiation source 24), that the individual LED 26 can be seen.
  • the two outer ones LED rows of four LEDs each have e.g. a beam angle of ⁇ 8 °, while the inner row of four LED has a beam angle of ⁇ 20 °.
  • the mentioned radiation angle corresponds about the Divergenzwinkel the Abstrahl.eule.
  • the named Choice of beam angle allows for mixing the radiation within an array, which is beneficial for a shadow-free and homogeneous illumination has proved.
  • a different choice of beam angles within a radiation source is preferred used in all three radiation sources 20, 22, 24.
  • the radiations generated from each LED add each together to a combined beam 30, 32, 34.
  • the resulting rays are in their relative Positioning and positioning in relation to the to be treated eye 10 Figures 1 and 2 can be seen.
  • the actual treatment laser beam (not shown separately) runs perpendicular to the plane of the drawing; its axis is designated 18.
  • the illumination beams (auxiliary beams) 30, 32, 34 extend slightly inclined to the horizontal plane and at an angle ⁇ to the axis 18 of the laser treatment beam.
  • FIG. 1 shows the angles between the illumination beams 30, 32 and the treatment laser beam 18, namely the angles ⁇ 1 and ⁇ 2 .
  • the angles ⁇ 1 , ⁇ 2 are in a range of 40 to 60 °.
  • the distance D between the outlet opening of the illumination beams 30, 32, 34 and the apex plane of the cornea to be treated is about 20 to 150 mm, preferably about 30 to 100 mm.
  • Figures 1 and 2 also leave a preferred arrangement of Detecting radiation sources relative to each other.
  • Two radiation sources 20, 22 are arranged so that those of them emitted illumination beams 30, 32 projected onto a Horizontal plane form an angle ⁇ .
  • the angle ⁇ is pointed, preferably in the range of 25 to 70 °, more preferably in the range of 35 to 65 °.
  • the third radiation source 24 is then arranged so that its radiation 34 is approximately in the range the bisector 36 of the angle ⁇ between the two other beams passes. This causes an optimal Illumination and best results in terms of identification the eye position when evaluating the camera images.

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Abstract

Eine Vorrichtung für die medizinische Behandlung des Auges mit Laserstrahlung verwendet Hilfsstrahlung zur Ermittlung der Augenstellung. Mit der Hilfsstrahlung werden mittels einer Festkörper-Bildkamera Aufnahmen gemacht, um Augenbewegungen zu ermitteln und die Behandlungs-Laserstrahlung entsprechend nachzuführen. Für die Hilfsstrahlung werden Infrarot-Strahlungsquellen verwendet, die in einem Dreieck über dem zu behandelnden Auge angeordnet werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für eine medizinische Behandlung und/oder Operation des Auges mit Laserstrahlung unter Verwendung von Hilfsstrahlung zur Ermittlung der Augenstellung.
Insbesondere kann eine solche Vorrichtung für die sogenannte PRK (Photo-Refraktive Keratektomie, englisch: photo refractive keratectomie) verwendet werden, d. h. ein Verfahren zur Korrektur der Fehlsichtigkeit des menschlichen Auges, bei dem insbesondere die Cornea neu geformt wird. Besonders eignet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung für das sogenannte LASIK-Verfahren, bei dem zunächst ein kleiner Lappen (Deckel) aus Epithel, Bowman-Membran und Stroma geschnitten und aufgeklappt wird und sodann die PRK im Stromabett durchgeführt wird.
Es ist bekannt, bei der Laserbehandlung des menschlichen Auges unterschiedliche Laser einzusetzen, im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung sind dies insbesondere Excimerlaser (mit einer Wellenlänge von z. B. 193 nm) oder auch Er:YAG-Festkörperlaser.
Bei der PRK (insbesondere LASIK) wird Material der Hornhaut abgetragen. Der Abtrag ist eine Funktion der auf die Hornhaut auftreffenden Energiedichte (Energie pro Flächeneinheit) des Laserstrahls. Es sind unterschiedliche Techniken für die Strahlformung und Strahlführung bekannt, so zum Beispiel die sogenannte Schlitz-Abtastung (slit scanning), bei der die Strahlung mittels eines bewegten Schlitzes über den zu bearbeitenden Bereich geführt wird, das sogenannte Fleck-Abtasten (spot-scanning), bei dem ein Strahlungsfleck mit sehr geringen Abmessungen über das abzutragende Gebiet geführt wird, und auch die sogenannte Vollabtragung (full-ablation), bei der die Strahlung großflächig über den gesamten abzutragenden Bereich eingestrahlt wird und wobei die Energiedichte sich über das Strahlprofil ändert, um den gewünschten Abtrag der Hornhaut zu erreichen. Der Stand der Technik kennt für die genannten Strahl-Führungen jeweils geeignete Algorithmen zum Steuern der Strahlung, um die Hornhautoberfläche so abzutragen, daß die Cornea schließlich den gewünschten Krümmungsradius erhält.
Das vorstehend bereits erwähnte "Fleck-Abtasten" (spot-scanning) verwendet einen auf einen relativ kleinen Durchmesser (0,1-2mm) fokussierten Laserstrahl, der mittels einer Strahlführungseinrichtung auf verschiedene Stellen der Hornhaut gerichtet und durch einen sogenannten Abtaster (scanner) sukzessive so bewegt wird, daß letztlich der gewünschte Abtrag von der Cornea erreicht wird. Bei der PRK sind insbesondere sogenannte galvanometrische Abtaster (Scanner) verwendbar (vgl. Aufsatz G.F. Marshall in LASER FOCUS WORLD, Juni 1994, S. 57). Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere das sog. spot-scanning beim LASIK-Verfahren.
Ein besonderes Problem bei der PRK und LASIK ist die relative Positionierung von Laserstrahl und Auge. Aus medizinischen Gründen ist eine mechanische Fixierung des Auges nicht befriedigend. Der Stand der Technik kennt deshalb eine sogenannte optische Fixierung, bei der mit dem materialbearbeitenden Laserstrahl in der Regel koaxial ein sogenannter Fixierstrahl verwendet wird. Der Patient ist angehalten, genau auf den durch den Fixierstrahl definierten Punkt zu schauen, damit das Auge während der gesamten Operation immer die gleiche Position einnimmt. Allerdings gelingt dies nicht, jedenfalls nicht mit hinreichender Zuverlässigkeit, so daß es zu Bewegungen des Auges kommt, die den gesamten Ablationsvorgang massiv beeinträchtigen können.
Der Stand der Technik kennt sog. "eye-tracker"; dies sind Einrichtungen, die Bewegungen des Auges ermitteln, um dann den für die Ablation verwendeten Laserstrahl entsprechend den Augenbewegungen zu steuern (nachzuführen). Zum Stand der Technik wird auf folgende Dokumente hingewiesen:
Gobbi, Pier Giorgie et al.: Automatic Eye Tracker for Excimer Laser Photorefractive Keratectomy; Supplement to Journal of Refractive Surgery, Vol. 11, Mai/Juni 1995; weiterhin: Lin, J.T., Ophtalmic Surgery Method Using Non-Contact Scanning Laser, U.S. Patent 5,520,679, 28. Mai 1996; und Manns, Fabrice, et al., Optical profilometry of poly(methylmethacrylate) surfaces after reshaping with a scanning photorefractive keratectomy (SPRK) system, Zeitschrift APPLIED OPTICS, Vol. 35. NO. 19, 1. Juli 1996.
Weiterhin wird verwiesen auf das deutsche Gebrauchsmuster 298 09 759.1. Dort wird für die Hilfsstrahlung, welche der Ermittlung der Augenstellung für das "eye-tracking" dient, weißes Licht verwendet, das von Leuchtdioden emittiert wird.
Die DE 197 02 335 Cl beschreibt ein Lasersystem zur Behandlung der Cornea mit Einrichtungen, um den Laser-Behandlungsstrahl dann, wenn sich das Auge relativ zu einer Bezugsachse bewegt, nachzuführen. Hierzu wird eine Bildaufnahmeeinrichtung (CCD-Kamera) verwendet und es wird Hilfsstrahlung eingesetzt, um das Auge für die Erzeugung der Bildaufnahmen zu beleuchten. Entsprechend einer Bewegung des Auges relativ zur Bezugsachse steuert eine Steuerung eine Strahlführungseinrichtung, z. B. einen galvanometrischen Abtaster. Für die Bildfolgefrequenz, mit der die Kamera Bilder aufnimmt, wird eine bestimmte Abhängigkeit in Bezug auf die Pulsfolgefrequenz der Laserstrahlung vorgeschlagen. Dieser Stand der Technik wird hier als bekannt vorausgesetzt und benutzt. Zusammengefaßt lehrt er, in schneller Folge Bilder des Auges mit einer Kamera aufzunehmen und zu verarbeiten, um Bewegungen des Auges zu ermitteln. Aus aufeinanderfolgenden Bildern (z.B. zwei aufeinanderfolgenden Bildern) kann eine Veränderung der Position des Auges (Pupillenlage) ermittelt werden. Entsprechend der Augenbewegung läßt sich dann der Ablations-Laserstrahl mittels geeigneter Strahlführungseinrichtungen (z.B. dem genannten galvanometrischen Scanner) nachführen.
Eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 geht aus der WO 99/20174 hervor.
Bei der PRK (insbesondere LASIK) werden somit zumindest drei unterschiedliche Strahlungen unterschieden. Zum einen der eigentliche Behandlungslaserstrahl, der die Ablation bewirkt, zum anderen die sog. Hilfsstrahlung, also diejenige Strahlung, die der Beleuchtung des Auges dient, um z. B. mit der Kamera die Augenposition festzustellen und zum Dritten gegebenenfalls der sog. Fixierstrahl, der ortsfest ist und den Patienten veranlassen soll, mit dem Auge immer den gleichen Punkt anzuschauen (letzteres ist nur eine besondere Option).
Im Stand der Technik werden zur Ausleuchtung des Auges Halogenleuchten verwendet, die mittels eines Faserbündels in den Beobachtungsstrahlengang gebracht werden. Stand der Technik ist auch die Verwendung einer Ringleuchte oder die koaxiale Einkopplung der Beleuchtungsstrahlung über ein Operationsmikroskop. Bekannt sind auch flexible Schwanenhälse für die Positionierung des Beleuchtungslichtes zum Ausleuchten des Augenvordergrundes, insbesondere der Hornhaut so, daß der Arzt wahlweise sich das Licht für eine optimale Beobachtung des Auges als Ganzes einstellen kann. Die im Stand der Technik verwendeten Halogenglühlampen und Xenonlampen sind sowohl hinsichtlich der Belastung des Patienten als auch hinsichtlich der Beleuchtungsqualität für den behandelnden Arzt verbesserungsfähig.
Wird insbesondere beim spot-scanning-Verfahren für LASIK zur Ermittlung der Augenstellung die Iris und die Pupille mit einem Kamerasystem aufgenommen und anschließend (on-line) der Pupillenschwerpunkt berechnet, so ist für die optimale Erkennung der Pupille ein hoher Kontrast zwischen Pupille und Iris erforderlich. Es hat sich gezeigt, daß die Hilfsstrahlung hinsichtlich ihrer Einstrahlwinkel, Wellenlängen etc. äußerst wichtig ist für die Erzielung guter Ergebnisse bei der Ermittlung der Augenstellung.
Dementsprechend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung für die medizinische Behandlung des Auges der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß bei der Ermittlung der Augenstellung zuverlässige Ergebnisse erreicht werden, insbesondere dann, wenn das System bei unterschiedlichen Augen (Patienten) und unter unterschiedlichen Bedingungen eingesetzt wird.
Erfindungsgemäße Lösungen dieser Aufgabe sind in den Patentansprüchen beschrieben.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß besonders gute Meßergebnisse bezüglich der Augenposition dann erreicht werden, wenn mindestens zwei Infrarotstrahlungsquellen verwendet werden, deren Strahlungen jeweils unter einem Winkel von 30 bis 70°, bevorzugt zwischen 40 und 60°, zur optischen Achse der Behandlungs-Laserstrahlung verlaufen. Die optische Achse der Behandlungs-Laserstrahlung variiert zwar geringfügig beim Scannen, kann jedoch als im wesentlichen raumfest angesehen werden; insbesondere kann sie mit der optischen Achse des ruhenden Auges im wesentlichen gleichgesetzt werden.
Gemäß einer weiteren Variante der Erfindung sind für die Hilfsstrahlung zumindest drei Strahlungsquellen vorgesehen, deren Strahlungen jeweils unter einem Winkel von 30 bis 70°, bevorzugt zwischen 40 und 60°, zur optischen Achse der Behandlungsstrahlung verlaufen. Auch hierbei werden besonders bevorzugt Infrarot-Strahlungsquellen verwendet, bevorzugt in Form von lichtemittierenden Dioden (LED), insbesondere mit Wellenlängen von etwa 810 nm.
Die genannten Strahlungsquellen können selbst jeweils aus einer Vielzahl von LED zusammengesetzt sein. Eine "Strahlungsquelle" im Sinne dieser Anmeldung ist dann ein System mehrerer LED, die körperlich fest miteinander verbunden sind und deren zusammengesetzte Strahlung aus im wesentlichen derselben Richtung auf das Auge gerichtet wird.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, daß die Strahlungsquellen ein Dreieck bilden, unter dem das zu behandelnde Auge positionierbar ist. Das genannte Dreieck kann in einer Horizontalebene liegen oder in einer gegenüber der horizontalen leicht geneigten Ebene. Die Begriffe "horizontal" und "vertikal" werden hier im üblichen Sinn verwendet, d. h. in der Annahme, daß der liegende Patient horizontal ausgerichtet ist. Da elektromagnetische Strahlung für die hiesigen Zwecke als unabhängig von der Gravitation betrachtet werden kann und auch der Patient prinzipiell beliebig ausgerichtet werden kann, dienen die Begriffe "horizontal" und "vertikal" hier nur zur allgemeinen Erläuterung, wobei angenommen wird, daß der Patient in üblicher Weise liegt und sein Kopf mit dem Auge nach oben ausgerichtet ist.
Bei Verwendung von zumindest drei Strahlungsquellen für die Beleuchtungs-Hilfsstrahlung ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Strahlungen zumindest zweier Strahlungsquellen in einem spitzen Winkel relativ zueinander auf das zu behandelnde Auge zulaufen. Dieser spitze Winkel kann z. B. zwischen 25 und 70°, bevorzugt zwischen 35 und 65°, liegen. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung dieser Variante der Erfindung ist vorgesehen, daß die Strahlung einer dritten Strahlungsquelle in Projektion auf einer Horizontalebene etwa in Richtung der Winkelhalbierenden des genannten spitzen Winkels zwischen den beiden anderen Strahlen verläuft.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
Figur 1
schematisch einen vertikalen Schnitt durch ein zu behandelndes Auge und die Anordnung von mehreren Strahlungsquellen für die Hilfsstrahlung, und
Figur 2
eine Draufsicht auf die Vorrichtung mit drei Strahlungsquellen für die Hilfsstrahlung.
Figur 1 zeigt ein zu behandelndes Auge 10 mit einer Linse 12, einer Iris 14 und einer Cornea 16. Der mit Laserstrahlung (z.B. Excimer-Laserstrahlung mit einer Wellenlänge von 193 nm) zu behandelnde Bereich 16a der Cornea 16 ist in Figur 1 schraffiert.
Figur 1 ist ein Vertikalschnitt durch das Auge 10. Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf das zu behandelnde Auge 10 und die Anordnung von drei Strahlungsquellen 20, 22, 24 für die Hilfsstrahlung zur Ermittlung der Augenstellung. Das Kamerasystem und auch der eigentliche Behandlungs-Laserstrahl sind in den Figuren nicht gesondert dargestellt. Sie entsprechen dem oben genannten Stand der Technik. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich deshalb auf die Hilfsstrahlung und deren Anordnung in Bezug auf das Auge.
Jede einzelne Strahlungsquelle 20, 22, 24 besteht aus einer Vielzahl von einzelnen lichtemittierenden Dioden (LED) 26. Die LED emittieren Strahlung im Infrarotbereich von 810 nm Wellenlänge. Für die Aufnahmekamera (nicht gezeigt) wird ein Tageslichtfilter verwendet. Es kann z. B. eine Schwarz-Weiß-Kamera verwendet werden. Zur Erzielung guter Meßergebnisse hinsichtlich der Augenstellung ist es wichtig, einen hohen Kontrast zwischen Pupille (dunkel) und Iris (hell) zu erreichen. Dies leistet die hier beschriebene Hilfsstrahlung der Strahlungsquellen 20, 22, 24.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel besteht jede Strahlungsquelle 20, 22, 24 aus zwölf einzelnen IR-LEDs, welche jeweils zu einem Array aus 3x4 LED verschaltet sind. Figur 1 zeigt eine der Strahlungsquellen (strahlungsquelle 24) so, daß die einzelnen LED 26 zu erkennen sind. Die beiden äußeren LED-Reihen aus jeweils vier LED haben z.B. einen Abstrahlwinkel von ± 8°, während die innere Reihe aus vier LED einen Abstrahlwinkel von ± 20° hat. Der genannte Abstrahlwinkel entspricht etwa dem Divergenzwinkel der Abstrahl.eule. Die genannte Wahl der Abstrahlwinkel ermöglicht eine Durchmischung der Strahlung innerhalb eines Arrays, was sich als vorteilhaft hinsichtlich einer schattenfreien und homogenen Ausleuchtung erwiesen hat. Eine unterschiedliche Wahl der Abstrahlwinkel innerhalb einer Strahlungsquelle wird bevorzugt bei allen drei Strahlungsquellen 20, 22, 24 eingesetzt.
Die aus den einzelnen LED jeweils erzeugten Strahlungen fügen sich jeweils zusammen zu einem zusammengefaßten Strahl 30, 32, 34. Die so entstehenden Strahlen sind in ihrer relativen Positionierung und in ihrer Positionierung im Bezug auf das zu behandelnde Auge 10 den Figuren 1 und 2 zu entnehmen.
In der Horizontaldarstellung gemäß Figur 2 verläuft der eigentliche Behandlungs-Laserstrahl (nicht gesondert gezeigt) senkrecht zur Zeichnungsebene; seine Achse ist mit 18 bezeichnet. Die Beleuchtungs-Strahlen (Hilfsstrahlen) 30, 32, 34 verlaufen leicht geneigt zur Horizontalebene und in einem Winkel α zur Achse 18 des Laser-Behandlungsstrahls. Figur 1 zeigt die Winkel zwischen den Beleuchtungsstrahlen 30, 32 und dem Behandlungs-Laserstrahl 18, nämlich die Winkel α1 und α2. Für die dritte Strahlungsquelle 24 gilt entsprechendes. Die Winkel α1, α2 liegen in einem Bereich von 40 bis 60°. Der Abstand D zwischen der Austrittsöffnung der Beleuchtungsstrahlen 30, 32, 34 und der Scheitelebene der zu behandelnden Cornea beträgt etwa 20 bis 150 mm, bevorzugt etwa 30 bis 100 mm.
Besonders vorteilhaft ist es, durch die beschriebene schräge Einstrahlung der Beleuchtungsstrahlung einen Lichteintritt des IR-Lichtes außerhalb der Behandlungszone 16a zu erreichen. Hierdurch wird sichergestellt, daß während der Behandlung keine wesentliche Änderung der Bedingungen für die Beleuchtungsstrahlung auftritt. Während der Behandlung kann sich die Transmission der Cornea innerhalb der Behandlungszone 16a drastisch ändern. Eine solche Änderung hat beim beschriebenen und in den Figuren 1 und 2 dargestellten Beleuchtungssystem keinen wesentlichen Einfluß auf die Beleuchtungsstrahlung und somit die Ermittlung der Augenstellung. Weiterhin werden störende, aber unvermeidliche Refelexe der IR-Beleuchtungsstrahlung an der Corneaoberfläche in den peripheren Bereich der Cornea verlagert. Hier führen sie zu keiner Störung der Auswertung der ermittelten Kontur der Pupille.
Die Figuren 1 und 2 lassen auch eine bevorzugte Anordnung der Strahlungsquellen relativ zueinander erkennen. Zwei Strahlungsquellen 20, 22 werden so angeordnet, daß die von ihnen emittierten Beleuchtungsstrahlen 30, 32 in Projektion auf eine Horizontalebene einen Winkel β bilden. Der Winkel β ist spitz, bevorzugt im Bereich von 25 bis 70°, besonders bevorzugt im Bereich von 35 bis 65°. Die dritte Strahlungsquelle 24 wird dann so angeordnet, daß ihre Strahlung 34 etwa im Bereich der Winkelhalbierenden 36 des Winkels β zwischen den beiden anderen Strahlen verläuft. Dies bewirkt eine optimale Ausleuchtung und beste Ergebnisse hinsichtlich der Ermittlung der Augenposition bei der Auswertung der Kamerabilder.

Claims (2)

  1. Vorrichtung für eine medizinische Behandlung und/oder Operation des Auges mit Laserstrahlung unter Verwendung von Hilfsstrahlung zur Ermittlung der Augenstellung, wobei für die Hilfsstrahlung Infrarotstrahlungsquellen (20, 22, 24) vorgesehen sind, deren Strahlungen (30, 32, 34) unter einem Winkel α von 30 bis 70° zur optischen Achse (18) der Behandlungs- und/oder Operationsstrahlung verlaufen, dadurch gekennzeichnet, dass genau 3 Infrarotstrahlungsquellen (20, 22, 24) vorgesehen sind, die ein Dreieck derart bilden, dass die Strahlungen (30, 32) zweier Strahlungsquellen (20, 22) in einem spitzen Winkel (β) relativ zueinander auf das zu behandelnde Auge zulaufen und die Strahlung (34) der dritten Strahlungsquelle (24) in Projektion auf eine Horizontalebene in Richtung der Winkelhalbierenden (36) des spitzen Winkels (β) verläuft.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (α) zwischen den Strahlungen (30, 32, 34) und der optischen Achse (18) zwischen 40° und 60° liegt.
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